超音波微細血管可視化方法及び装置
【課題】生体組織における微細血管の有無を容易に確認することができる超音波微細血管可視化装置を提供すること。
【解決手段】超音波診断装置１は、複数の超音波振動子６を有する超音波プローブ３を用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、生体組織８の断層画像を表示する。超音波診断装置１において、同一部位の断層画像が時間的な間隔をおいて複数フレーム取得される。各断層画像を比較することにより、各断層画像の相違箇所が微細血管と判定され、断層画像における微細血管が周辺組織と異なる色で表示される。
【解決手段】超音波診断装置１は、複数の超音波振動子６を有する超音波プローブ３を用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、生体組織８の断層画像を表示する。超音波診断装置１において、同一部位の断層画像が時間的な間隔をおいて複数フレーム取得される。各断層画像を比較することにより、各断層画像の相違箇所が微細血管と判定され、断層画像における微細血管が周辺組織と異なる色で表示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を利用して毛細血管などの微細血管を可視化するための超音波微細血管可視化方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野では、超音波を用いて疾患の検査、診断を行う超音波診断装置が実用化されている。超音波診断装置は、生体に対して超音波を送受信して超音波像（例えば、Ｂモードによる断層画像）を表示させるものであり、患部や胎児などの動きをリアルタイムで見ることができる。この超音波診断装置は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴスキャナ、ＭＲＩ装置などの他の診断装置と比較して、比較的安価で小型の装置として実現可能であり、Ｘ線などの被爆がないといったメリットも有している。
【０００３】
近年、この種の超音波診断装置は、多機能化が進み、Ｂモードによる断層画像に加えて、血流情報（血流の速度や分散）のカラードプラ画像を表示可能な装置が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。血流情報は、血球等の移動に伴うドプラ効果により超音波の周波数が変移することを利用して計測するものである。
【特許文献１】特開２００６−４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、超音波診断装置では、生体内部まで超音波を伝搬させて断層画像を得る必要があるため、比較的低い周波数の超音波が用いられている。例えば、心臓や腹部などの診断を行う場合には、２．５ＭＨｚ〜５ＭＨｚの超音波が使用されている。また、皮膚に近い領域（甲状腺や乳腺など）の診断を行う場合でも、７．５ＭＨｚ〜１２ＭＨｚの超音波が使用されている。このような従来の超音波診断装置を用いる場合、心臓や腹部などの動きを観察するのには、十分な解像度の断層画像を得ることはできる。しかしながら、超音波顕微鏡を用いる場合のように解像度が高い鮮明な画像を得ることはできず、微細血管（例えば、直径が２０μｍ以下である毛細血管など）を確認することはできない。
【０００５】
また、毛細血管を流れる血液の流速は非常に遅いため、ドプラ効果によって血流情報を得ることはできず、カラードプラ画像においても毛細血管を確認することはできない。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生体組織における微細血管の有無を容易に確認することができる超音波微細血管可視化方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、超音波振動子を有する超音波プローブを用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、生体組織の微細血管を可視化する超音波微細血管可視化方法であって、前記反射波信号に基づいて、同一部位の断層画像を時間的な間隔をおいて複数フレーム取得する画像取得ステップと、各断層画像を比較して相違箇所を微細血管と判定する判定ステップと、断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示する表示ステップとを含むことを特徴とする超音波微細血管可視化方法をその要旨とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、超音波プローブの超音波振動子から生体組織に超音波が照射され、反射波信号に基づいて同一部位の複数の断層画像が時間的な間隔をおいて取得される。生体組織内の微細血管は心臓の拍動などの要因によって形状変化を起こすため、微細血管からの反射波信号の強度はその時々で変化する。従って、複数のフレームの断層画像において、微細血管がある部分はフレーム毎に異なる輝度で表示され、その微細血管がある部分の相関性が低下する。各断層画像は静止画像であるため、フレーム個々の画像では、微細血管を認識することは困難である。特に、超音波プローブの分解能よりも細い微細血管（例えば、毛細血管）を認識することはできない。これに対して、複数フレームの断層画像間では、微細血管がある部分の相関性が低下するため、それら断層画像の相違箇所を微細血管と判定することができる。そして、断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示して可視化することにより、微細血管の有無を容易に確認することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記超音波振動子から照射する超音波の周波数は、４０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚであることをその要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、超音波振動子から照射する超音波の周波数は、４０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚであり、一般的な超音波診断装置で使用される数ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ程度の超音波よりも高い周波数となっている。このようにすれば、断層画像の解像度を高めることが可能となり、より細い微細血管を確認することが可能となる。また、超音波の周波数を高めると、生体組織内部まで超音波が伝搬しにくくなるが、微細血管は生体組織において比較的浅い部分（組織表面に近い部分）に存在するため、超音波の周波数を２００ＭＨｚまで高めた場合でも、微細血管がある断層画像を確実に取得することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記判定ステップでは、前記相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに、前記微細血管と判定することをその要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに微細血管と判定され、その微細血管が周辺組織と異なる色で表示される。ここで、血管の直径が５０μｍ以上よりも大きい場合は、断層画像において、異なる色で着色しなくても血管の有無を確認でき、直径が５０μｍよりも細い微細血管については、周辺組織と異なる色で着色されるので、その微細血管を容易に確認することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記断層画像を取得するための超音波の走査方向と直交する方向に前記超音波プローブを移動させながら複数の断層画像を取得し、各断層画像をつなぎ合わせた立体画像を生成するとともに、その立体画像に前記微細血管を表示することをその要旨とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、生体組織における微細血管がつながった立体画像として表示されるので、微細血管の増殖状態などをより厳密に確認することができる。また例えば、信号処理や画像処理などにおけるノイズによって断層画像で微細血管と誤判定された場合でも、それが立体的につながらない部分については微細血管でないと判断することが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、超音波振動子を有する超音波プローブを用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、生体組織の微細血管を可視化する超音波微細血管可視化装置であって、前記反射波信号に基づいて、同一部位の断層画像を時間的な間隔をおいて複数フレーム取得する画像取得手段と、各断層画像を比較して相違箇所を微細血管と判定する判定手段と、断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示する表示手段とを備えたことを特徴とする超音波微細血管可視化装置をその要旨とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、超音波プローブの超音波振動子から生体組織に超音波が照射され、画像取得手段により、反射波信号に基づいて同一部位の複数の断層画像が時間的な間隔をおいて取得される。複数フレームの断層画像では、微細血管がある部分の相関性が低下する。そのため、判定手段により、各断層画像を比較することにより、それら断層画像の相違箇所を微細血管と判定することができる。そして、表示手段により、断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示して可視化することにより、微細血管の有無を容易に確認することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記判定手段は、前記相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに、前記微細血管と判定し、前記表示手段は、前記微細血管を表示した断層画像と、前記微細血管を非表示とした断層画像とを選択的に切り替える機能を有することをその要旨とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、判定手段により、相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに微細血管と判定される。そして、表示手段により、微細血管を表示した断層画像と微細血管を非表示とした断層画像とが選択的に切り替えられる。このように、表示画像を切り替えて比較することにより、直径が５０μｍ以下の微細血管の有無を容易に確認することができる。また、直径が大きな血管については、微細血管を未表示とした通常の断層画像のみで十分に確認することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上詳述したように、請求項１〜６に記載の発明によると、生体組織における微細血管の有無を容易に確認することができる超音波微細血管可視化方法及び装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［第１の実施の形態］
【００２１】
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は超音波診断装置（超音波微細血管可視化装置）を示す概略構成図である。
【００２２】
図１に示されるように、超音波診断装置１は、装置本体２と、超音波プローブ３とを備えている。装置本体２には、コネクタ４が設けられ、そのコネクタ４にケーブル５を介して超音波プローブ３が接続されている。
【００２３】
超音波プローブ３は、その先端部に超音波振動子６を１次元に多数並べて配列したアレイ探触子７を有し、生体組織（例えば、ラットなどのインビボの生体組織）８に対して先端部を接触させた状態で超音波を送受信する。超音波プローブ３は、例えば、リニア式電子走査を行うためのリニアプローブであり、８０ＭＨｚの超音波を直線状に走査する。
【００２４】
装置本体２は、コントローラ１０、パルス発生回路１１、送信回路１２、受信回路１３、信号処理回路１４、画像処理回路１５、入力装置１６、メモリ１７、記憶装置１８、表示装置１９を備える。
【００２５】
コントローラ１０は、周知の中央処理装置（ＣＰＵ）を含んで構成されており、メモリ１７を利用して制御プログラムを実行し、装置全体を統括的に制御する。パルス発生回路１１は、コントローラ１０からの制御信号に応答して動作し、所定周期のパルス信号を生成して出力する。
【００２６】
送信回路１２は、超音波プローブ３における超音波振動子６の素子数に対応した複数の遅延回路（図示略）を含み、パルス発生回路１１から出力されるパルス信号に基づいて、各超音波振動子６に応じて遅延させた駆動パルスを出力する。各駆動パルスの遅延時間は、超音波プローブ３から出力される超音波が所定の照射点で焦点を結ぶように設定されている。
【００２７】
受信回路１３は、図示しない信号増幅回路、遅延回路、整相加算回路を含む。この受信回路１３では、超音波プローブ３における各超音波振動子６で受信された各反射波信号（エコー信号）が増幅されるとともに、受信指向性を考慮した遅延時間が各反射波信号に付加された後、整相加算される。この加算によって、各超音波振動子６の受信信号の位相差が調整される。
【００２８】
信号処理回路１４は、図示しない対数変換回路、包絡線検波回路、Ａ／Ｄ変換回路などから構成されている。信号処理回路１４における対数変換回路は反射波信号を対数変換し、包絡線検波回路は対数変換回路の出力信号の包絡線を検波する。また、Ａ／Ｄ変換回路は、包絡線検波回路から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００２９】
画像処理回路１５は、信号処理回路１４から出力されるデジタル信号に基づいて、画像処理を行い断層画像（Ｂモード画像）の画像データを生成する。具体的には、画像処理回路１５は、輝度変調処理を行うことで、反射波信号の振幅（信号強度）に応じた輝度の画像データを生成する。画像処理回路１５で生成された画像データは逐次メモリ１７に記憶される。そして、そのメモリ１７に記憶された１フレーム分の画像データに基づいて、生体組織８の断層画像が白黒の濃淡で表示装置１９に表示される。
【００３０】
表示装置１９は、例えば、ＬＣＤやＣＲＴなどのカラーディスプレイであり、生体組織８の断層画像や、各種設定の入力画面を表示するために用いられる。入力装置１６は、キーボードやマウス装置などであり、ユーザからの要求や指示、パラメータの入力に用いられる。
【００３１】
記憶装置１８は、磁気ディスク装置や光ディスク装置などであり、その記憶装置には制御プログラム及び各種のデータが記憶されている。コントローラ１０は、入力装置１６による指示に従い、プログラムやデータを記憶装置１８からメモリ１７へ転送し、それを逐次実行する。なお、コントローラ１０が実行するプログラムとしては、メモリカード、フレキシブルディスク、光ディスクなどの記憶媒体に記憶されたプログラムや、通信媒体を介してダウンロードしたプログラムでもよく、その実行時には記憶装置にインストールして利用する。
【００３２】
本実施の形態の画像処理回路１５は、断層画像の画像データを生成する機能に加え、生体組織８に含まれる微細血管を表示するための画像データを生成する機能を有する。具体的には、断層画像の解像度は、例えば５０μｍ程度であり、その解像度よりも細かい微細血管（具体的には、例えば、直径が５μｍ〜２０μｍ程度の毛細血管）が生体組織８に含まれる場合、断層画像における微細血管の部分では、画像の取得タイミングによって輝度が異なる。すなわち、生体組織内の微細血管は心臓の拍動などの要因によって形状変化を起こすため、毛細血管からの反射波信号の強度はその時々で変化し、断層画像における毛細血管の部分の輝度が変化するからである。なお、断層画像における輝度変化は、毛細血管中における血球の移動によっても起こると考えられる。図２には、その断層画像２０の具体例を示している。この断層画像２０においては、輝度が変化する（点滅する）部分、すなわち毛細血管などの微細血管２１が存在する部分が点在した状態で示されている。
【００３３】
従って、画像処理回路１５は、同一部位の断層画像２０を時間的な間隔（例えば、１００ｍｓの間隔）をおいて取得した２フレーム分の画像データをメモリ１７から読み出し、各断層画像２０を比較して相違箇所を検索する。ここで、相違箇所の幅が所定サイズ（例えば、５０μｍ）以下である場合、その相違箇所を微細血管２１と判定する。そして、画像処理回路１５は、その相違箇所について、断層画像２０の濃淡色とは異なる色（例えば、赤色）の画像データを生成する。この画像データに基づいて断層画像２０を表示することにより、微細血管２１の部分が赤色で強調される。
【００３４】
次に、本実施の形態において、生体組織８における微細血管２１を表示させるための処理例について図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図３の処理は、作業者が生体組織８の表面に超音波プローブ３を接触させ、入力装置１６に設けられている開始ボタンを操作したときに開始される。
【００３５】
先ず、コントローラ１０は、パルス発生回路１１を動作させ、超音波プローブ３による超音波の送受信を開始させる（ステップ１００）。具体的には、コントローラ１０から出力される制御信号に応答してパルス発生回路１１が動作し、所定周期のパルス信号が送信回路１２に供給される。そして、送信回路１２では、パルス信号に基づいて、各超音波振動子６に対応した遅延時間を有する駆動パルスが生成され、超音波プローブ３に供給される。これにより、超音波プローブ３の各超音波振動子６が振動して超音波が生体組織８に向けて照射される。生体組織８内を伝搬する超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる組織境界面などで反射して超音波プローブ３で受信される。このとき、超音波プローブ３の各超音波振動子６によって反射波が電気信号（反射波信号）に変換される。そして、その反射波信号は、受信回路１３で増幅等された後、信号処理回路１４に入力される。
【００３６】
信号処理回路１４では、対数変換、包絡線検波、Ａ／Ｄ変換といった信号処理が行われ、デジタル信号に変換された反射波信号が画像処理回路１５に供給される。画像処理回路１５では、その反射波信号に基づいて、断層画像２０の画像データを生成するための画像処理が行われる。そして、画像取得手段としてのコントローラ１０は、画像処理回路１５で生成された画像データをメモリ１７に一旦記憶する（ステップ１１０）。
【００３７】
また、コントローラ１０は、２フレーム分の断層画像２０の画像データがメモリ１７に記憶されたか否かを判定する（ステップ１２０）。ここで、２フレーム分の画像データがメモリ１７に記憶されていない場合、ステップ１００の処理に戻り、ステップ１００〜１２０の処理を繰り返し実行する。
【００３８】
そして、超音波プローブ３による超音波の電子走査が２回行われ、２フレーム分の画像データがメモリ１７に記憶された場合、コントローラ１０は、それら画像データをメモリ１７から読み出して画像処理回路１５に入力し各断層画像を比較させる（ステップ１３０）。判定手段としての画像処理回路１５では、各画像データに基づいて各断層画像２０の相関性を判定し、輝度が異なる相違箇所を検索する。そして、検索した相違箇所の幅が所定サイズ以下である場合、その相違箇所を微細血管と判定し、相違箇所の画像データについて断層画像２０の濃淡色とは異なる赤色の画像データに変更する。
【００３９】
表示手段としてのコントローラ１０は、その変更後の画像データを表示装置１９に転送することにより、微細血管２１を含む生体組織８の断層画像２０を表示させ（ステップ１４０）、図３の処理を終了する。
【００４０】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４１】
（１）本実施の形態の超音波診断装置１では、断層画像２０の分解能よりも細い微細血管２１を断層画像２０に表示して可視化させることができ、生体組織８における微細血管２１の有無を容易に確認することができる。
【００４２】
（２）本実施の形態の超音波診断装置１では、比較的に高い周波数である８０ＭＨｚの超音波が超音波プローブ３から照射される。この場合、断層画像２０の解像度を高めることができ、より細い微細血管２１を確認することができる。
【００４３】
（３）本実施の形態の超音波診断装置１では、断層画像２０の相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに微細血管２１と判定され、その微細血管２１が周辺組織と異なる色で表示される。生体組織８における血管の直径が５０μｍ以上よりも大きい場合は、断層画像２０において、異なる色で着色しなくても血管の有無を確認することができる。一方、直径が５０μｍよりも細い微細血管２１については、周辺組織と異なる色で着色されるので、その微細血管２１を容易に確認することができる。
［第２の実施の形態］
【００４４】
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図４に基づき説明する。
【００４５】
本実施の形態の超音波診断装置３１は、第１の実施の形態における電子走査式の超音波プローブ３に代えて、機械走査式の超音波プローブ３２が用いられる。超音波プローブ３２は、その先端部に１つの超音波振動子３３を備え、基端部がＸ−Ｙステージ（機械的走査手段）３４に固定されている。本実施の形態では、画像解像度を高めるため、焦点型超音波振動子３３が使用される。
【００４６】
Ｘ−Ｙステージ３４は、超音波の照射点を二次元的に走査させるためのＸステージ３４Ｘ及びＹステージ３４Ｙを備えるとともに、それぞれのステージ３４Ｘ，３４Ｙを駆動するモータ３５Ｘ，３５Ｙを備えている。これらのモータ３５Ｘ，３５Ｙとしては、ステッピングモータやリニアモータが使用される。
【００４７】
各モータ３５Ｘ，３５Ｙは、装置本体３６に設けられた駆動回路３７にコネクタ３８を介して接続されている。この駆動回路３７から出力される駆動信号に応答してモータ３５Ｘ，３５Ｙが駆動される。そして、モータ３５Ｘが駆動されることにより、Ｘ方向にＸステージ３４Ｘが移動し、モータ３５Ｙが駆動されることにより、Ｘ方向と直交するＹ方向にＹステージ３４Ｙが移動する。
【００４８】
本実施の形態の装置本体３６においても、第１の実施の形態と同様に、コントローラ１０、パルス発生回路１１、送信回路１２、受信回路１３、信号処理回路１４、画像処理回路１５、入力装置１６、メモリ１７、記憶装置１８、表示装置１９を備える。
【００４９】
本実施の形態では、モータ３５Ｘを駆動してＸステージ３４Ｘを移動させることでＸ方向の走査を２回繰り返し行う。その後、モータ３５Ｙを駆動して、Ｙステージ３４ＹをＹ方向に１ピクセル分移動させる。つまり、走査方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に超音波プローブ３を移動させながら、Ｘ方向の走査ライン毎に超音波の走査が２回ずつ行われ、各走査ラインに対応した断層画像２０が２フレーム分取得される。そして、第１の実施の形態と同様に、各断層画像２０を比較して、微細血管２１に対応する相違箇所を検索し、その相違箇所を微細血管２１として赤色で表示する。
【００５０】
また、本実施の形態の画像処理回路１５では、各断層画像２０の画像データに基づいて、Ｘ方向の走査ライン毎の断層画像２０をつなぎ合わせた立体画像４１（図５参照）を表示するための処理を行う。そして、画像処理回路１５で生成された画像データを表示装置１９に転送することにより、生体組織８内の微細血管２１を三次元的（立体的）に表示させることができる。このようにすると、生体組織８における微細血管２１の増殖状態などをより厳密に確認することができる。また例えば、信号処理や画像処理などにおけるノイズによって断層画像２０で微細血管２１と誤判定された場合でも、それが立体的につながらない部分については微細血管２１でないと判断することが可能となる。
【００５１】
なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５２】
・上記各実施の形態では、２フレーム分の断層画像２０を比較して、微細血管２１に対応する相違箇所を検索していたが、３フレーム以上の断層画像２０を比較して相違箇所を検索するようにしてもよい。
【００５３】
・上記実施の形態の超音波診断装置１では、断層画像２０を比較するフレーム間の時間間隔を１００ｍｓとしたが、この時間間隔を適宜変更してもよい。例えば、心拍数が多い場合、フレーム間の時間間隔を短く設定し、心拍数が少ない場合には、フレーム間の時間間隔を長く設定する。またこの場合、心拍数を検出するセンサを用い、そのセンサの検出信号に基づいてフレーム間の時間間隔を自動で設定できるよう構成してもよい。なおここでは、拍動よりも短い時間間隔となるよう設定することが好ましい。このように設定すると、拍動に同期しないタイミングで複数フレームの断層画像を取得することができ、各断層画像において、微細血管の部分の輝度変化を確実に判定することができる。
【００５４】
・上記実施の形態の超音波診断装置１では、断層画像２０において微細血管２１が周辺組織と異なる色で表示されるものであった。この微細血管２１を表示した断層画像２０と、微細血管２１を未表示とした通常の断層画像（Ｂモード画像）とを選択的に切り替え可能に超音波診断装置１を構成してもよい。この場合、各断層画像を切り替えて比較することにより、微細血管２１の有無を容易に確認することができる。また、直径が大きな血管については、通常の断層画像のみで十分に確認することができ、実用上好ましいものとなる。
【００５５】
・上記第１の実施の形態において、断層画像２０における微細血管２１の部分の面積割合を求め、その数値を表示装置１９の画面に表示させるよう構成してもよい。具体的には、例えば、皮膚移植を行った後、上記本実施の形態の超音波診断装置１を用いて定期的に移植部分の断層画像２０を取得するとともに、毛細血管の面積割合を求める。これにより、毛細血管の増殖の度合を容易に確認することができる。そして、その毛細血管の増殖度合によって、皮膚移植が良好に行われたか否かを検査することができる。また例えば、癌化する組織は酸素が必要であるため、毛細血管の増殖を伴うことが知られている。従って、超音波診断装置１を用いて毛細血管の増殖の度合を確認することにより、癌化する組織の有無を検査することができる。
【００５６】
・上記第１の実施の形態の超音波診断装置１において、超音波の走査方向と直交する方向に超音波プローブ３を移動させながら複数の断層画像２０を取得し、第２の実施の形態と同様に各断層画像２０をつなぎ合わせた立体画像を生成するよう構成してもよい。このようにしても、生体組織８における微細血管２１がつながった立体画像として表示されるので、微細血管２１の増殖状態などをより厳密に確認することができる。
【００５７】
・上記第１の実施の形態の超音波診断装置１では、リニア式電子走査を行うための超音波プローブ３を用いたが、コンベックス式電子走査などの他の電子走査を行うための超音波プローブを用いてもよい。また、超音波プローブ３は、複数の超音波振動子６を１次元に配列したアレイ探触子７を有するものであったが、複数の超音波振動子を２次元（マトリクス状）に配列したアレイ探触子を有するものでもよい。この超音波プローブを用いる場合、超音波プローブを移動させることなく、超音波を２次元的に電子走査することにより、微細血管２１の立体画像を短時間で生成することができる。
【００５８】
・上記各実施の形態において、超音波プローブ３，３２は８０ＭＨｚの超音波を照射するものであったが、これに限定されるものではない。生体組織８の微細血管２１を表示させるためには、４０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの超音波を照射する超音波プローブを用いればよい。
【００５９】
・上記各実施の形態の超音波診断装置１，３１は、超音波プローブ３，３２を用いて、生体組織８の微細血管２１を表示するものであったが、数ＭＨｚの超音波を照射する一般的な超音波プローブを用いて、臓器や胎児などの断層画像を表示可能に構成してもよい。なおこの場合、使用する超音波プローブに応じて、パルス発生回路１１から出力するパルス信号の周波数を切り替えるよう超音波診断装置１，３１を構成すればよい。
【００６０】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６１】
（１）請求項１において、前記表示ステップでは、前記微細血管の面積割合を求め、その割合を表示することを特徴とする超音波微細血管可視化方法。
【００６２】
（２）請求項１において、前記断層画像を取得する生体の拍動に基づいて、前記複数のフレーム間の時間間隔を設定することを特徴とする超音波微細血管可視化方法。
【００６３】
（３）請求項１において、前記超音波プローブは超音波振動子を１次元または２次元に多数並べて配列したアレイ探触子を有し、各超音波振動子から照射される超音波が１次元または２次元に電子走査されることを特徴とする超音波微細血管可視化方法。
【００６４】
（４）請求項１において、前記超音波プローブは１つの超音波振動子を有し、機械的走査手段により、その超音波振動子から照射される超音波が１次元または２次元に走査されることを特徴とする超音波微細血管可視化方法。
【００６５】
（５）請求項５または６において、前記断層画像を取得する生体の拍動を検出するセンサを備え、前記画像取得手段は、前記センサの検出結果に基づいて、前記拍動に同期しないタイミングで複数フレームの断層画像を取得することを超音波微細血管可視化装置。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明を具体化した第１の実施の形態の超音波診断装置を示す概略構成図。
【図２】断層画像を示す説明図。
【図３】断層画像を表示するためのフローチャート。
【図４】本発明を具体化した第２の実施の形態の超音波診断装置を示す概略構成図。
【図５】（ａ）は各断層画像を示す斜視図、（ｂ）は、各断層画像をつなぎ合わせた立体画像を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６７】
１，３１…超音波微細血管可視化装置としての超音波診断装置
３，３２…超音波プローブ
６…超音波振動子
８…生体組織
１０…画像取得手段及び表示手段としてのコントローラ
１５…判定手段としての画像処理回路
２０…断層画像
２１…微細血管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を利用して毛細血管などの微細血管を可視化するための超音波微細血管可視化方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野では、超音波を用いて疾患の検査、診断を行う超音波診断装置が実用化されている。超音波診断装置は、生体に対して超音波を送受信して超音波像（例えば、Ｂモードによる断層画像）を表示させるものであり、患部や胎児などの動きをリアルタイムで見ることができる。この超音波診断装置は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴスキャナ、ＭＲＩ装置などの他の診断装置と比較して、比較的安価で小型の装置として実現可能であり、Ｘ線などの被爆がないといったメリットも有している。
【０００３】
近年、この種の超音波診断装置は、多機能化が進み、Ｂモードによる断層画像に加えて、血流情報（血流の速度や分散）のカラードプラ画像を表示可能な装置が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。血流情報は、血球等の移動に伴うドプラ効果により超音波の周波数が変移することを利用して計測するものである。
【特許文献１】特開２００６−４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、超音波診断装置では、生体内部まで超音波を伝搬させて断層画像を得る必要があるため、比較的低い周波数の超音波が用いられている。例えば、心臓や腹部などの診断を行う場合には、２．５ＭＨｚ〜５ＭＨｚの超音波が使用されている。また、皮膚に近い領域（甲状腺や乳腺など）の診断を行う場合でも、７．５ＭＨｚ〜１２ＭＨｚの超音波が使用されている。このような従来の超音波診断装置を用いる場合、心臓や腹部などの動きを観察するのには、十分な解像度の断層画像を得ることはできる。しかしながら、超音波顕微鏡を用いる場合のように解像度が高い鮮明な画像を得ることはできず、微細血管（例えば、直径が２０μｍ以下である毛細血管など）を確認することはできない。
【０００５】
また、毛細血管を流れる血液の流速は非常に遅いため、ドプラ効果によって血流情報を得ることはできず、カラードプラ画像においても毛細血管を確認することはできない。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生体組織における微細血管の有無を容易に確認することができる超音波微細血管可視化方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、超音波振動子を有する超音波プローブを用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、生体組織の微細血管を可視化する超音波微細血管可視化方法であって、前記反射波信号に基づいて、同一部位の断層画像を時間的な間隔をおいて複数フレーム取得する画像取得ステップと、各断層画像を比較して相違箇所を微細血管と判定する判定ステップと、断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示する表示ステップとを含むことを特徴とする超音波微細血管可視化方法をその要旨とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、超音波プローブの超音波振動子から生体組織に超音波が照射され、反射波信号に基づいて同一部位の複数の断層画像が時間的な間隔をおいて取得される。生体組織内の微細血管は心臓の拍動などの要因によって形状変化を起こすため、微細血管からの反射波信号の強度はその時々で変化する。従って、複数のフレームの断層画像において、微細血管がある部分はフレーム毎に異なる輝度で表示され、その微細血管がある部分の相関性が低下する。各断層画像は静止画像であるため、フレーム個々の画像では、微細血管を認識することは困難である。特に、超音波プローブの分解能よりも細い微細血管（例えば、毛細血管）を認識することはできない。これに対して、複数フレームの断層画像間では、微細血管がある部分の相関性が低下するため、それら断層画像の相違箇所を微細血管と判定することができる。そして、断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示して可視化することにより、微細血管の有無を容易に確認することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記超音波振動子から照射する超音波の周波数は、４０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚであることをその要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、超音波振動子から照射する超音波の周波数は、４０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚであり、一般的な超音波診断装置で使用される数ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ程度の超音波よりも高い周波数となっている。このようにすれば、断層画像の解像度を高めることが可能となり、より細い微細血管を確認することが可能となる。また、超音波の周波数を高めると、生体組織内部まで超音波が伝搬しにくくなるが、微細血管は生体組織において比較的浅い部分（組織表面に近い部分）に存在するため、超音波の周波数を２００ＭＨｚまで高めた場合でも、微細血管がある断層画像を確実に取得することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記判定ステップでは、前記相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに、前記微細血管と判定することをその要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに微細血管と判定され、その微細血管が周辺組織と異なる色で表示される。ここで、血管の直径が５０μｍ以上よりも大きい場合は、断層画像において、異なる色で着色しなくても血管の有無を確認でき、直径が５０μｍよりも細い微細血管については、周辺組織と異なる色で着色されるので、その微細血管を容易に確認することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記断層画像を取得するための超音波の走査方向と直交する方向に前記超音波プローブを移動させながら複数の断層画像を取得し、各断層画像をつなぎ合わせた立体画像を生成するとともに、その立体画像に前記微細血管を表示することをその要旨とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、生体組織における微細血管がつながった立体画像として表示されるので、微細血管の増殖状態などをより厳密に確認することができる。また例えば、信号処理や画像処理などにおけるノイズによって断層画像で微細血管と誤判定された場合でも、それが立体的につながらない部分については微細血管でないと判断することが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、超音波振動子を有する超音波プローブを用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、生体組織の微細血管を可視化する超音波微細血管可視化装置であって、前記反射波信号に基づいて、同一部位の断層画像を時間的な間隔をおいて複数フレーム取得する画像取得手段と、各断層画像を比較して相違箇所を微細血管と判定する判定手段と、断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示する表示手段とを備えたことを特徴とする超音波微細血管可視化装置をその要旨とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、超音波プローブの超音波振動子から生体組織に超音波が照射され、画像取得手段により、反射波信号に基づいて同一部位の複数の断層画像が時間的な間隔をおいて取得される。複数フレームの断層画像では、微細血管がある部分の相関性が低下する。そのため、判定手段により、各断層画像を比較することにより、それら断層画像の相違箇所を微細血管と判定することができる。そして、表示手段により、断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示して可視化することにより、微細血管の有無を容易に確認することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記判定手段は、前記相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに、前記微細血管と判定し、前記表示手段は、前記微細血管を表示した断層画像と、前記微細血管を非表示とした断層画像とを選択的に切り替える機能を有することをその要旨とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、判定手段により、相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに微細血管と判定される。そして、表示手段により、微細血管を表示した断層画像と微細血管を非表示とした断層画像とが選択的に切り替えられる。このように、表示画像を切り替えて比較することにより、直径が５０μｍ以下の微細血管の有無を容易に確認することができる。また、直径が大きな血管については、微細血管を未表示とした通常の断層画像のみで十分に確認することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上詳述したように、請求項１〜６に記載の発明によると、生体組織における微細血管の有無を容易に確認することができる超音波微細血管可視化方法及び装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［第１の実施の形態］
【００２１】
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は超音波診断装置（超音波微細血管可視化装置）を示す概略構成図である。
【００２２】
図１に示されるように、超音波診断装置１は、装置本体２と、超音波プローブ３とを備えている。装置本体２には、コネクタ４が設けられ、そのコネクタ４にケーブル５を介して超音波プローブ３が接続されている。
【００２３】
超音波プローブ３は、その先端部に超音波振動子６を１次元に多数並べて配列したアレイ探触子７を有し、生体組織（例えば、ラットなどのインビボの生体組織）８に対して先端部を接触させた状態で超音波を送受信する。超音波プローブ３は、例えば、リニア式電子走査を行うためのリニアプローブであり、８０ＭＨｚの超音波を直線状に走査する。
【００２４】
装置本体２は、コントローラ１０、パルス発生回路１１、送信回路１２、受信回路１３、信号処理回路１４、画像処理回路１５、入力装置１６、メモリ１７、記憶装置１８、表示装置１９を備える。
【００２５】
コントローラ１０は、周知の中央処理装置（ＣＰＵ）を含んで構成されており、メモリ１７を利用して制御プログラムを実行し、装置全体を統括的に制御する。パルス発生回路１１は、コントローラ１０からの制御信号に応答して動作し、所定周期のパルス信号を生成して出力する。
【００２６】
送信回路１２は、超音波プローブ３における超音波振動子６の素子数に対応した複数の遅延回路（図示略）を含み、パルス発生回路１１から出力されるパルス信号に基づいて、各超音波振動子６に応じて遅延させた駆動パルスを出力する。各駆動パルスの遅延時間は、超音波プローブ３から出力される超音波が所定の照射点で焦点を結ぶように設定されている。
【００２７】
受信回路１３は、図示しない信号増幅回路、遅延回路、整相加算回路を含む。この受信回路１３では、超音波プローブ３における各超音波振動子６で受信された各反射波信号（エコー信号）が増幅されるとともに、受信指向性を考慮した遅延時間が各反射波信号に付加された後、整相加算される。この加算によって、各超音波振動子６の受信信号の位相差が調整される。
【００２８】
信号処理回路１４は、図示しない対数変換回路、包絡線検波回路、Ａ／Ｄ変換回路などから構成されている。信号処理回路１４における対数変換回路は反射波信号を対数変換し、包絡線検波回路は対数変換回路の出力信号の包絡線を検波する。また、Ａ／Ｄ変換回路は、包絡線検波回路から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００２９】
画像処理回路１５は、信号処理回路１４から出力されるデジタル信号に基づいて、画像処理を行い断層画像（Ｂモード画像）の画像データを生成する。具体的には、画像処理回路１５は、輝度変調処理を行うことで、反射波信号の振幅（信号強度）に応じた輝度の画像データを生成する。画像処理回路１５で生成された画像データは逐次メモリ１７に記憶される。そして、そのメモリ１７に記憶された１フレーム分の画像データに基づいて、生体組織８の断層画像が白黒の濃淡で表示装置１９に表示される。
【００３０】
表示装置１９は、例えば、ＬＣＤやＣＲＴなどのカラーディスプレイであり、生体組織８の断層画像や、各種設定の入力画面を表示するために用いられる。入力装置１６は、キーボードやマウス装置などであり、ユーザからの要求や指示、パラメータの入力に用いられる。
【００３１】
記憶装置１８は、磁気ディスク装置や光ディスク装置などであり、その記憶装置には制御プログラム及び各種のデータが記憶されている。コントローラ１０は、入力装置１６による指示に従い、プログラムやデータを記憶装置１８からメモリ１７へ転送し、それを逐次実行する。なお、コントローラ１０が実行するプログラムとしては、メモリカード、フレキシブルディスク、光ディスクなどの記憶媒体に記憶されたプログラムや、通信媒体を介してダウンロードしたプログラムでもよく、その実行時には記憶装置にインストールして利用する。
【００３２】
本実施の形態の画像処理回路１５は、断層画像の画像データを生成する機能に加え、生体組織８に含まれる微細血管を表示するための画像データを生成する機能を有する。具体的には、断層画像の解像度は、例えば５０μｍ程度であり、その解像度よりも細かい微細血管（具体的には、例えば、直径が５μｍ〜２０μｍ程度の毛細血管）が生体組織８に含まれる場合、断層画像における微細血管の部分では、画像の取得タイミングによって輝度が異なる。すなわち、生体組織内の微細血管は心臓の拍動などの要因によって形状変化を起こすため、毛細血管からの反射波信号の強度はその時々で変化し、断層画像における毛細血管の部分の輝度が変化するからである。なお、断層画像における輝度変化は、毛細血管中における血球の移動によっても起こると考えられる。図２には、その断層画像２０の具体例を示している。この断層画像２０においては、輝度が変化する（点滅する）部分、すなわち毛細血管などの微細血管２１が存在する部分が点在した状態で示されている。
【００３３】
従って、画像処理回路１５は、同一部位の断層画像２０を時間的な間隔（例えば、１００ｍｓの間隔）をおいて取得した２フレーム分の画像データをメモリ１７から読み出し、各断層画像２０を比較して相違箇所を検索する。ここで、相違箇所の幅が所定サイズ（例えば、５０μｍ）以下である場合、その相違箇所を微細血管２１と判定する。そして、画像処理回路１５は、その相違箇所について、断層画像２０の濃淡色とは異なる色（例えば、赤色）の画像データを生成する。この画像データに基づいて断層画像２０を表示することにより、微細血管２１の部分が赤色で強調される。
【００３４】
次に、本実施の形態において、生体組織８における微細血管２１を表示させるための処理例について図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図３の処理は、作業者が生体組織８の表面に超音波プローブ３を接触させ、入力装置１６に設けられている開始ボタンを操作したときに開始される。
【００３５】
先ず、コントローラ１０は、パルス発生回路１１を動作させ、超音波プローブ３による超音波の送受信を開始させる（ステップ１００）。具体的には、コントローラ１０から出力される制御信号に応答してパルス発生回路１１が動作し、所定周期のパルス信号が送信回路１２に供給される。そして、送信回路１２では、パルス信号に基づいて、各超音波振動子６に対応した遅延時間を有する駆動パルスが生成され、超音波プローブ３に供給される。これにより、超音波プローブ３の各超音波振動子６が振動して超音波が生体組織８に向けて照射される。生体組織８内を伝搬する超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる組織境界面などで反射して超音波プローブ３で受信される。このとき、超音波プローブ３の各超音波振動子６によって反射波が電気信号（反射波信号）に変換される。そして、その反射波信号は、受信回路１３で増幅等された後、信号処理回路１４に入力される。
【００３６】
信号処理回路１４では、対数変換、包絡線検波、Ａ／Ｄ変換といった信号処理が行われ、デジタル信号に変換された反射波信号が画像処理回路１５に供給される。画像処理回路１５では、その反射波信号に基づいて、断層画像２０の画像データを生成するための画像処理が行われる。そして、画像取得手段としてのコントローラ１０は、画像処理回路１５で生成された画像データをメモリ１７に一旦記憶する（ステップ１１０）。
【００３７】
また、コントローラ１０は、２フレーム分の断層画像２０の画像データがメモリ１７に記憶されたか否かを判定する（ステップ１２０）。ここで、２フレーム分の画像データがメモリ１７に記憶されていない場合、ステップ１００の処理に戻り、ステップ１００〜１２０の処理を繰り返し実行する。
【００３８】
そして、超音波プローブ３による超音波の電子走査が２回行われ、２フレーム分の画像データがメモリ１７に記憶された場合、コントローラ１０は、それら画像データをメモリ１７から読み出して画像処理回路１５に入力し各断層画像を比較させる（ステップ１３０）。判定手段としての画像処理回路１５では、各画像データに基づいて各断層画像２０の相関性を判定し、輝度が異なる相違箇所を検索する。そして、検索した相違箇所の幅が所定サイズ以下である場合、その相違箇所を微細血管と判定し、相違箇所の画像データについて断層画像２０の濃淡色とは異なる赤色の画像データに変更する。
【００３９】
表示手段としてのコントローラ１０は、その変更後の画像データを表示装置１９に転送することにより、微細血管２１を含む生体組織８の断層画像２０を表示させ（ステップ１４０）、図３の処理を終了する。
【００４０】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４１】
（１）本実施の形態の超音波診断装置１では、断層画像２０の分解能よりも細い微細血管２１を断層画像２０に表示して可視化させることができ、生体組織８における微細血管２１の有無を容易に確認することができる。
【００４２】
（２）本実施の形態の超音波診断装置１では、比較的に高い周波数である８０ＭＨｚの超音波が超音波プローブ３から照射される。この場合、断層画像２０の解像度を高めることができ、より細い微細血管２１を確認することができる。
【００４３】
（３）本実施の形態の超音波診断装置１では、断層画像２０の相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに微細血管２１と判定され、その微細血管２１が周辺組織と異なる色で表示される。生体組織８における血管の直径が５０μｍ以上よりも大きい場合は、断層画像２０において、異なる色で着色しなくても血管の有無を確認することができる。一方、直径が５０μｍよりも細い微細血管２１については、周辺組織と異なる色で着色されるので、その微細血管２１を容易に確認することができる。
［第２の実施の形態］
【００４４】
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図４に基づき説明する。
【００４５】
本実施の形態の超音波診断装置３１は、第１の実施の形態における電子走査式の超音波プローブ３に代えて、機械走査式の超音波プローブ３２が用いられる。超音波プローブ３２は、その先端部に１つの超音波振動子３３を備え、基端部がＸ−Ｙステージ（機械的走査手段）３４に固定されている。本実施の形態では、画像解像度を高めるため、焦点型超音波振動子３３が使用される。
【００４６】
Ｘ−Ｙステージ３４は、超音波の照射点を二次元的に走査させるためのＸステージ３４Ｘ及びＹステージ３４Ｙを備えるとともに、それぞれのステージ３４Ｘ，３４Ｙを駆動するモータ３５Ｘ，３５Ｙを備えている。これらのモータ３５Ｘ，３５Ｙとしては、ステッピングモータやリニアモータが使用される。
【００４７】
各モータ３５Ｘ，３５Ｙは、装置本体３６に設けられた駆動回路３７にコネクタ３８を介して接続されている。この駆動回路３７から出力される駆動信号に応答してモータ３５Ｘ，３５Ｙが駆動される。そして、モータ３５Ｘが駆動されることにより、Ｘ方向にＸステージ３４Ｘが移動し、モータ３５Ｙが駆動されることにより、Ｘ方向と直交するＹ方向にＹステージ３４Ｙが移動する。
【００４８】
本実施の形態の装置本体３６においても、第１の実施の形態と同様に、コントローラ１０、パルス発生回路１１、送信回路１２、受信回路１３、信号処理回路１４、画像処理回路１５、入力装置１６、メモリ１７、記憶装置１８、表示装置１９を備える。
【００４９】
本実施の形態では、モータ３５Ｘを駆動してＸステージ３４Ｘを移動させることでＸ方向の走査を２回繰り返し行う。その後、モータ３５Ｙを駆動して、Ｙステージ３４ＹをＹ方向に１ピクセル分移動させる。つまり、走査方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に超音波プローブ３を移動させながら、Ｘ方向の走査ライン毎に超音波の走査が２回ずつ行われ、各走査ラインに対応した断層画像２０が２フレーム分取得される。そして、第１の実施の形態と同様に、各断層画像２０を比較して、微細血管２１に対応する相違箇所を検索し、その相違箇所を微細血管２１として赤色で表示する。
【００５０】
また、本実施の形態の画像処理回路１５では、各断層画像２０の画像データに基づいて、Ｘ方向の走査ライン毎の断層画像２０をつなぎ合わせた立体画像４１（図５参照）を表示するための処理を行う。そして、画像処理回路１５で生成された画像データを表示装置１９に転送することにより、生体組織８内の微細血管２１を三次元的（立体的）に表示させることができる。このようにすると、生体組織８における微細血管２１の増殖状態などをより厳密に確認することができる。また例えば、信号処理や画像処理などにおけるノイズによって断層画像２０で微細血管２１と誤判定された場合でも、それが立体的につながらない部分については微細血管２１でないと判断することが可能となる。
【００５１】
なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５２】
・上記各実施の形態では、２フレーム分の断層画像２０を比較して、微細血管２１に対応する相違箇所を検索していたが、３フレーム以上の断層画像２０を比較して相違箇所を検索するようにしてもよい。
【００５３】
・上記実施の形態の超音波診断装置１では、断層画像２０を比較するフレーム間の時間間隔を１００ｍｓとしたが、この時間間隔を適宜変更してもよい。例えば、心拍数が多い場合、フレーム間の時間間隔を短く設定し、心拍数が少ない場合には、フレーム間の時間間隔を長く設定する。またこの場合、心拍数を検出するセンサを用い、そのセンサの検出信号に基づいてフレーム間の時間間隔を自動で設定できるよう構成してもよい。なおここでは、拍動よりも短い時間間隔となるよう設定することが好ましい。このように設定すると、拍動に同期しないタイミングで複数フレームの断層画像を取得することができ、各断層画像において、微細血管の部分の輝度変化を確実に判定することができる。
【００５４】
・上記実施の形態の超音波診断装置１では、断層画像２０において微細血管２１が周辺組織と異なる色で表示されるものであった。この微細血管２１を表示した断層画像２０と、微細血管２１を未表示とした通常の断層画像（Ｂモード画像）とを選択的に切り替え可能に超音波診断装置１を構成してもよい。この場合、各断層画像を切り替えて比較することにより、微細血管２１の有無を容易に確認することができる。また、直径が大きな血管については、通常の断層画像のみで十分に確認することができ、実用上好ましいものとなる。
【００５５】
・上記第１の実施の形態において、断層画像２０における微細血管２１の部分の面積割合を求め、その数値を表示装置１９の画面に表示させるよう構成してもよい。具体的には、例えば、皮膚移植を行った後、上記本実施の形態の超音波診断装置１を用いて定期的に移植部分の断層画像２０を取得するとともに、毛細血管の面積割合を求める。これにより、毛細血管の増殖の度合を容易に確認することができる。そして、その毛細血管の増殖度合によって、皮膚移植が良好に行われたか否かを検査することができる。また例えば、癌化する組織は酸素が必要であるため、毛細血管の増殖を伴うことが知られている。従って、超音波診断装置１を用いて毛細血管の増殖の度合を確認することにより、癌化する組織の有無を検査することができる。
【００５６】
・上記第１の実施の形態の超音波診断装置１において、超音波の走査方向と直交する方向に超音波プローブ３を移動させながら複数の断層画像２０を取得し、第２の実施の形態と同様に各断層画像２０をつなぎ合わせた立体画像を生成するよう構成してもよい。このようにしても、生体組織８における微細血管２１がつながった立体画像として表示されるので、微細血管２１の増殖状態などをより厳密に確認することができる。
【００５７】
・上記第１の実施の形態の超音波診断装置１では、リニア式電子走査を行うための超音波プローブ３を用いたが、コンベックス式電子走査などの他の電子走査を行うための超音波プローブを用いてもよい。また、超音波プローブ３は、複数の超音波振動子６を１次元に配列したアレイ探触子７を有するものであったが、複数の超音波振動子を２次元（マトリクス状）に配列したアレイ探触子を有するものでもよい。この超音波プローブを用いる場合、超音波プローブを移動させることなく、超音波を２次元的に電子走査することにより、微細血管２１の立体画像を短時間で生成することができる。
【００５８】
・上記各実施の形態において、超音波プローブ３，３２は８０ＭＨｚの超音波を照射するものであったが、これに限定されるものではない。生体組織８の微細血管２１を表示させるためには、４０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの超音波を照射する超音波プローブを用いればよい。
【００５９】
・上記各実施の形態の超音波診断装置１，３１は、超音波プローブ３，３２を用いて、生体組織８の微細血管２１を表示するものであったが、数ＭＨｚの超音波を照射する一般的な超音波プローブを用いて、臓器や胎児などの断層画像を表示可能に構成してもよい。なおこの場合、使用する超音波プローブに応じて、パルス発生回路１１から出力するパルス信号の周波数を切り替えるよう超音波診断装置１，３１を構成すればよい。
【００６０】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６１】
（１）請求項１において、前記表示ステップでは、前記微細血管の面積割合を求め、その割合を表示することを特徴とする超音波微細血管可視化方法。
【００６２】
（２）請求項１において、前記断層画像を取得する生体の拍動に基づいて、前記複数のフレーム間の時間間隔を設定することを特徴とする超音波微細血管可視化方法。
【００６３】
（３）請求項１において、前記超音波プローブは超音波振動子を１次元または２次元に多数並べて配列したアレイ探触子を有し、各超音波振動子から照射される超音波が１次元または２次元に電子走査されることを特徴とする超音波微細血管可視化方法。
【００６４】
（４）請求項１において、前記超音波プローブは１つの超音波振動子を有し、機械的走査手段により、その超音波振動子から照射される超音波が１次元または２次元に走査されることを特徴とする超音波微細血管可視化方法。
【００６５】
（５）請求項５または６において、前記断層画像を取得する生体の拍動を検出するセンサを備え、前記画像取得手段は、前記センサの検出結果に基づいて、前記拍動に同期しないタイミングで複数フレームの断層画像を取得することを超音波微細血管可視化装置。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明を具体化した第１の実施の形態の超音波診断装置を示す概略構成図。
【図２】断層画像を示す説明図。
【図３】断層画像を表示するためのフローチャート。
【図４】本発明を具体化した第２の実施の形態の超音波診断装置を示す概略構成図。
【図５】（ａ）は各断層画像を示す斜視図、（ｂ）は、各断層画像をつなぎ合わせた立体画像を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６７】
１，３１…超音波微細血管可視化装置としての超音波診断装置
３，３２…超音波プローブ
６…超音波振動子
８…生体組織
１０…画像取得手段及び表示手段としてのコントローラ
１５…判定手段としての画像処理回路
２０…断層画像
２１…微細血管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子を有する超音波プローブを用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、生体組織の微細血管を可視化する超音波微細血管可視化方法であって、
前記反射波信号に基づいて、同一部位の断層画像を時間的な間隔をおいて複数フレーム取得する画像取得ステップと、
各断層画像を比較して相違箇所を微細血管と判定する判定ステップと、
断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示する表示ステップと
を含むことを特徴とする超音波微細血管可視化方法。
【請求項２】
前記超音波振動子から照射する超音波の周波数は、４０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の超音波微細血管可視化方法。
【請求項３】
前記判定ステップでは、前記相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに、前記微細血管と判定することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波微細血管可視化方法。
【請求項４】
前記断層画像を取得するための超音波の走査方向と直交する方向に前記超音波プローブを移動させながら複数の断層画像を取得し、各断層画像をつなぎ合わせた立体画像を生成するとともに、その立体画像に前記微細血管を表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波微細血管可視化方法。
【請求項５】
超音波振動子を有する超音波プローブを用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、生体組織の微細血管を可視化する超音波微細血管可視化装置であって、
前記反射波信号に基づいて、同一部位の断層画像を時間的な間隔をおいて複数フレーム取得する画像取得手段と、
各断層画像を比較して相違箇所を微細血管と判定する判定手段と、
断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする超音波微細血管可視化装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに、前記微細血管と判定し、
前記表示手段は、前記微細血管を表示した断層画像と、前記微細血管を非表示とした断層画像とを選択的に切り替える機能を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の超音波微細血管可視化装置。
【請求項１】
超音波振動子を有する超音波プローブを用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、生体組織の微細血管を可視化する超音波微細血管可視化方法であって、
前記反射波信号に基づいて、同一部位の断層画像を時間的な間隔をおいて複数フレーム取得する画像取得ステップと、
各断層画像を比較して相違箇所を微細血管と判定する判定ステップと、
断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示する表示ステップと
を含むことを特徴とする超音波微細血管可視化方法。
【請求項２】
前記超音波振動子から照射する超音波の周波数は、４０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の超音波微細血管可視化方法。
【請求項３】
前記判定ステップでは、前記相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに、前記微細血管と判定することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波微細血管可視化方法。
【請求項４】
前記断層画像を取得するための超音波の走査方向と直交する方向に前記超音波プローブを移動させながら複数の断層画像を取得し、各断層画像をつなぎ合わせた立体画像を生成するとともに、その立体画像に前記微細血管を表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波微細血管可視化方法。
【請求項５】
超音波振動子を有する超音波プローブを用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、生体組織の微細血管を可視化する超音波微細血管可視化装置であって、
前記反射波信号に基づいて、同一部位の断層画像を時間的な間隔をおいて複数フレーム取得する画像取得手段と、
各断層画像を比較して相違箇所を微細血管と判定する判定手段と、
断層画像における微細血管を周辺組織と異なる色で表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする超音波微細血管可視化装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記相違箇所の幅が５０μｍ以下のサイズであるときに、前記微細血管と判定し、
前記表示手段は、前記微細血管を表示した断層画像と、前記微細血管を非表示とした断層画像とを選択的に切り替える機能を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の超音波微細血管可視化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１０４４９７（Ｐ２００８−１０４４９７Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８７５１２（Ｐ２００６−２８７５１２）
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【出願人】（０００２４３３６４）本多電子株式会社 (255)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（５０５０８９６１４）国立大学法人福島大学 (34)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【出願人】（０００２４３３６４）本多電子株式会社 (255)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（５０５０８９６１４）国立大学法人福島大学 (34)
【Ｆターム（参考）】
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